应用电路分析与仿真ysliu课件幻灯片.ppt

气敏传感器的应用电路 U1－d组成一个临界准位电路，当第13脚的电压比第12脚的电压高时（即瓦斯浓度比预定值低）U1－d的输出为低电位。对R8，C1的积分电路没作用，因此U1－c的输出为低电位，故U2，NE555振荡器没动作，输出为零。 当瓦斯、烟雾或者一氧化碳的浓度被传感器所接受时，第12脚的正电位逐渐增加，以至于超过第13脚的设定值，故U1－d的输出为正电位电压，此电压对R8，C1充电，此充电电压超过第9脚的电压值时，接到NE555的控制电压为高电位，因此振荡器动作。由R13，R14及C3组成的无稳态电路由第3脚输出一个连续的脉冲波。直到当瓦斯浓度低于设定值时，警报才予以解除。 力敏传感器的应用电路 超声波传感器的应用电路 由单片机产生40KHz的方波，并通过模组接口（J4）送到模组的CD4049，而后面的CD4049则对40KHz频率信号进行调理，以使超声波传感器产生谐振。 超声波接收处理部分电路前级采用NE5532构成10000倍放大器，对接收信号进行放大；后级采用LM311比较器对接收信号进行调整，比较电压为LM311的3管脚的输入。 超声波传感器的原理 参看资料 作业 1。每人选择上述2个电路用EDA软件进行仿真 （31班在温度AD590、湿度） （32班在气体和温度AD590 ） 并附分析报告 15周以班为单位将仿真的程序和分析报告（Word）发到任课老师的邮箱。 报告内容：实验原理、电路图的结构、仿真结果和最终的结果分析 传感器应用技术 1、传感器的电源 2、信号处理电路 3、接口电路 4、测控系统的构成 传感器的供电电源 1、直流电压源供电 1）电池 2）整流与稳压电路（78系列、79系列） 3）DC-DC变化 4）偏置电路 2、交流供电 举例：湿度传感器 信号处理电路 1、电桥及其使用 定义：用比较法测量各种量（如电阻、电容、电感等）的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂” 作用：能测出微小的 变化 应用：热电阻、热敏电阻等。 信号处理电路 2、缓冲与放大电路 作用：缓冲电路重要解决传感器和后续处理电路的阻抗匹配工作，放大电路主要解决信号的放大（包括差分放大）。 应用：各类传感器 信号处理电路 3、比较器 原理：利用运算放大器的正反馈或者开环特性，进行电压比较，输出开关量信号 应用：利用专用比较器和运放开环，注意其输出的开关量的电平大小。 信号处理电路 4、滤波器的应用 作用：滤除噪声 应用：有源滤波器、无源滤波器 低通、高通、带通、带阻 信号处理电路 5、线性处理电路的应用 信号处理电路 6、延时电路的应用 作用：利用NE555或运算放 大器组成延时电路，保证上电 后产生勿动 应用：气敏传感器 信号处理电路 7、特殊芯片使用 AD594片内除有放大电路，还有温度补偿电路，对于J型热电偶经休整后可得到10mV/度的输出，OP07组成同相放大器，，2B20B2是电压/电流变换器，将运放放大的与温度相应的电压信号转换为4mA-20mA的电流环。 接口电路 1、A/D转换电路 接口电路 2、频率变换电路 接口电路 3、驱动电路 传感器检测电路应用与仿真 一、各种传感器的典型应用电路分析和仿真 二、信号处理电路 1）温度补偿电路 2）激励源电路 3）线性化电路 三、传感器与A/D电路的连接问题研究 四、小型智能测控系统的建立 温度传感器典型电路 热电偶 热敏电阻（MF58） AD590（电流温度传感器） LM35(电压温度传感器) DS18B20（数字型传感器） 主要目的 掌握典型的应用电路 对参数指标要求详细的分析 对使用条件、工作环境进行分析 对信号处理电路的失调电压、噪声等进行分析 举例——热电偶实验 通过分析，掌握以下内容 1、该性热电偶的工作范围 2、热电偶的初始电压变化率 3、热电偶是否要进行冷端补偿、电路如何实验 4、放大电路中如何解决电压失调问题 5、高放大倍数是如何实现的 6、最终输出的结果是什么？ 热电偶的应用 )K型热电耦(铬．镍－铝．镍) 由美国Hoskins公司于公元1906年A.L.Marsh氏开发，其后曾经一再改良，而成为目前工业上最广泛使用，具有高度信赖性之热电耦。 K型热电偶的原始温度变化率是多少? K型热电偶应用电路 1.K型热电耦的热起电力由图6-7可知约为40?V/℃，故为使输出电压为100mV/℃，则放大器之电压增益须为2500倍。U1~U3为运算放大器所组成的电压放大器，调整VR2的大小，可使得放大器的增益为准确的2500倍。因热电耦的热起电力相当小，使得运算放大器之输出抵补电压会造成甚大的误差，而VR1的主要目的即是调整